電気音響部品
電気音響部品は、誘導音響波により動作し、第１基板（Ｓ１）と、第２基板（Ｓ２）と、金属層（ＭＳ）と、中間層（ＺＳ）とを含む。第１基板（Ｓ１）は、ＬｉＴａＯ３単結晶から成る。金属層（ＭＳ）は、第１基板（Ｓ１）と中間層（ＺＳ）との間に配置される。中間層（ＺＳ）は、金属層（ＭＳ）と第２基板（Ｓ２）との間に配置される。ＬｉＴａＯ３単結晶の結晶部は、第２オイラー角μ：−１００°≦μ≦−４０°または−１６０°≦μ≦−１３０°であるように選択される。第１オイラー角λとしてλ＝０°が好ましく、第３オイラー角θとして−１０°≦θ＜０°またはθ＝０°または０°＜θ≦１０°が好ましい。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
表面音波部品のためのＬｉＴａＯ３単結晶の結晶部が、例えば国際公開公報 ００２１９５２２ Ａ１や米国特許出願公開公報 ２００６／００５５２８３ Ａ１で知られている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００２】
１つの形態において、本発明は、好ましくない第２次モードによって起こる誤動作が非常に少なく、誘導音響波（guided acoustic wave）により動作する部品を明示する。
【課題を解決するための手段】
【０００３】
ＧＢＡＷ（Guided Bulk Acoustic Wave：誘導バルク音響波）により動作する部品は、第１基板と、第２基板と、金属層と、中間層とを明示する。第１基板は、ＬｉＴａＯ３単結晶から成る。金属層は、第１基板と中間層との間に配置される。中間層は、金属層と第２基板との間に配置される。ＬｉＴａＯ３単結晶の結晶部は、好ましい音響モードが支持され、抑制されるべき音響モードが抑制されるように、選択される。好ましいＬｉＴａＯ３単結晶の結晶部は以下に明示される。
【０００４】
波の伝搬速度は、中間層内よりも基板内及び第２基板内の方が望ましくは大きい。このようにして、導波路は、コアが中間層と金属層により形成される際に、その２つの基板により被覆されて形成される。さらに、それぞれ中間層の境界面に隣接した第１および第２基板の領域もまた、導波路のコアに属し、この領域の厚さはおおよそ波長と同じである。
【０００５】
金属層は、好ましくは音響アクティブ構造（例えば、電気音響変換器や反射器）や接触面のほかに接続線も形成するために構築されている。本部品は、特に音響波が電気的に励起されやすい変換器を備える共振器を有する。変換器は、一般的に電極グリッド（electrode grid）を有する。その電極は、この場合、波の伝搬方向と垂直に配置された金属製のストリップ（strips）である。これらは、変換器のアクティブ領域内にある音響波の位置特定に適している。本部品は、通過帯域（passband）と少なくとも１つの阻止帯域（stopband）を有する。
【０００６】
共振器は、アドミッタンス曲線（admittance curve）と電気音響結合係数（electroacoustic coupling coefficient）Ｋ２により特徴付けられる。アドミッタンス曲線は、周波数ｆＲでの共振（直列共振）と周波数ｆａ，Ｒでの非共振（並列共振）とを有する。結合係数は、公式Ｋ２＝π２（ｆａ，Ｒ−ｆＲ）／４ｆａ，Ｒにより決定される。
【０００７】
電極での音響反射は、反射係数Ｒにより特徴付けられる。後の議論において、レイリー波に関連するパラメータＫとＲには、見出し“ＲＷ”が与えられ、せん断波に関連するパラメータＫとＲには、見出し“ＳＨ”が与えられる。
【０００８】
結晶部は、３つのオイラー角により明示される。オイラー角は、以下に図１を用いて説明される。第１オイラー角はλ、第２オイラー角はμ、第３オイラー角はθで後に示される。
【０００９】
せん断波とレイリー波から選択される少なくとも１つの波の種類は、ＬｉＴａＯ３単結晶内でその結晶部に依存して励起されやすい。明示された部品において、これらの波の種類のうち唯一つが、好ましくは励起され、その他の波の種類は大きく抑制される。励起される波の種類は基本モードとして知られ、抑制される波の種類は第２次モードとして知られる。
【００１０】
せん断波は、外側面ＸＹ内で波の伝搬方向Ｘを大きく横切る方向に偏向した要素から構成される。さらに、外側面と垂直方向に偏向した小さな波の要素が存在する。
【００１１】
レイリー波は、外側面と垂直に大きく偏向した要素から構成される。さらに、波の伝搬方向Ｘと直角に外側面内に偏向した小さな波の要素が、存在しうる。
【００１２】
少なくとも１つの波の種類が好ましく励起され、その他の波の種類において電気音響結合係数Ｋ２が特に小さく調節される結晶部が存在することが発見された。それぞれの波の種類にとって最適な切断角の組み合わせは、その他の波の種類が大きく抑制されることを促進する。この場合に、この組み合わせは、結晶部だけでなく、金属層、中間層、及び第２基板の材料や組成に依存する。
【００１３】
例えば、Ａｌで形成された相対的に厚い金属層と、ＳｉＯ２から形成された平坦化された中間層と、Ｓｉから形成された第２基板とを備える部品の場合、ａ）ＬｉＴａＯ３の結晶部（０°，μ，θ）で｜θ｜≦１０°かつμ≒−１４２°のせん断波において、及びｂ）結晶部（０°，μ，θ）で｜θ｜≦１０°かつμ≒−５４°のレイリー波において、電気音響結合係数Ｋ２は実質的に０である。これは、それぞれの波が本部品内で励起されないか、又はただ非常に弱く励起されていることを意味する。このように、第２次波として発生する波は、以下に明示される特定の結晶部で大きく抑制される。
【００１４】
第１の好ましい実施形態において、第２オイラー角μは、第１基板において−１００°≦μ≦−４０°の範囲から選ばれる。第１オイラー角λとしては、λ＝０°が好ましい。第３オイラー角θとしては、θ＝０°または｜θ｜≦１０°が好ましい。基板の境界層では、この場合、水平方向に偏向したせん断波が１つの有利な変形におけるＧＢＡＷである基本モードとして励起される。水平方向の偏向は、せん断波が実質的に外側面内で偏向していることを意味する。
【００１５】
この場合に、もし角度範囲が−５６°≦μ≦−４８°であるならば、特に本部品の電極が相対的に軽いもの、例えばＡｌ含有金属から作られ、そのためにＷ層を有していないならば、特に有利である。
【００１６】
本部品は、好ましくは、せん断波が基本モードとして伝搬可能である変換器を有する。変換器は、そのアドミッタンス曲線が、主共振における共振周波数ｆＲの近傍にいかなる第２次共振もない点で特徴付けられる。
【００１７】
第２の好ましい実施形態において、第２オイラー角μは、第１基板に対して−１５０°≦μ≦−１３０°の範囲から選ばれる。第１オイラー角λとしては、λ＝０°が好ましい。第３オイラー角θとしては、θ＝０°または｜θ｜＜１０°が好ましい。基板の境界層では、この場合にレイリー波が１つの有利な変形におけるＧＢＡＷを表す基本モードとして励起される。この場合に、もし角度範囲が−１４６°≦μ≦−１３６°であるならば、特に本部品の電極が相対的に軽いもの、例えばＡｌ含有金属から作られ、Ｗ層を有していないならば、特に有利である。
【００１８】
本部品は、好ましくは、レイリー波が基本モードとして伝搬可能である変換器を有する。変換器は、そのアドミッタンス曲線が、主共振における共振周波数ｆＲの近傍にいかなる第２次共振もない点で特徴付けられる。
【００１９】
特に安定した温度特性により特徴付けられる第１及び第２の実施形態に従って、本部品の例となる構造が以下に明示される。しかし、本部品は、これらの例に限定されない。
【００２０】
第１基板と第２基板は、それぞれ少なくとも波長λ０の１０倍の厚さを有する。第２基板は、１つの変形においては、例えば少なくともλ０の０．５倍の厚さを有する層として設計される。
【００２１】
第２基板と面している中間層の境界層が平面または平坦化されているならば、有利である。このように、第１基板と、金属層と、中間層とから構成される第１ウエハーは、ウエハー直接接合（Direct Wafer Bonding）を用いて第２基板と接合される。
【００２２】
第２基板と、中間層と、金属層とは、多くの異なる部分的な層を有する。
【００２３】
金属層は、波長λ０の音波を励起するための電極を有する。これは、本部品の通過帯域内にある周波数での波長をいう。電極は、変換器の周期的な電極グリッドを形成し、波の伝搬方向で測った反対極性の２つの電極間の距離は、波長の半分である。
【００２４】
電極は、一般に、変換器の周期的な電極グリッドを形成し、波の伝搬方向で測った２つの反対極性の電極間の距離は、波長の半分である。
【００２５】
以下で説明される結晶部の計算の例では、θ＝０°かつλ０＝２．５μｍである。
【００２６】
金属層は、好ましくは、タングステンのような重金属から作られた層を含み、波長に対してその厚さはほぼ１０％であり、有利な変形においては１％〜６．５％の間にある。Ｗ層は、特に、波長に対して５％の厚さである。
【００２７】
さらに、電極は、ＡｌまたはＡｌ合金から構成されている。それらは、例えば少なくとも１つのＡｌ層を有すが、他の層は特にＣｕ層である。電極全体の高さは、例えば、波長の１０％よりも大きい。
【００２８】
アルミニウムで作られた電極はＡｌ電極として知られている。Ａｌ電極に関して述べていることは基本的に、相対的に軽い金属で形成された層のみを有する電極又は全体として相対的に軽い電極に応用できる。タングステンの層を有する電極は、Ｗ電極と呼ばれる。Ｗ層とＡｌ層を有する電極は、Ａｌ／Ｗ電極と呼ばれる。Ｗ電極とＡｌ／Ｗ電極に関して述べていることは基本的に、相対的に重い金属の層を少なくとも１つ有する電極又は全体として相対的に重い電極に応用する。
【００２９】
本部品の音響アクティブ領域中の第１基板表面の金属化された領域の割合は、好ましくは０．３〜０．７の間である。しかし、この範囲に限られない。後に説明される例では、本部品のアクティブ領域中の金属化された領域の割合は、０．５が選択された。
【００３０】
第２基板は、Ｓｉまたはガラスから形成される。後に説明される例では、Ｓｉが１つの結晶部（０°,０°,０°）で選択された。他のＳｉ結晶部もまた考慮される。
【００３１】
角度範囲が−１８０°≦μ＜−１６０°または−９５°＜μ≦０°でのせん断波は、基本モードとみなされる。この領域では、約６．５％よりも大きいせん断波における結合係数が達成される。
【００３２】
角度範囲が−１６０°＜μ＜−９５°でのレイリー波は、基本モードとみなされる。この領域では、約３％よりも大きいレイリー波における結合係数が達成される。
【００３３】
Ｋ２＜０．０５％では、抑制される第２次モードが非常に弱く結合される切断角領域がある。
【００３４】
オイラー角の特定の数値では、１つの純粋な波のモードだけが本部品内で伝搬可能である。Ａｌ電極を伴う実施形態では、例えばμ＝−５４°の切断角は純粋なせん断波が伝搬可能な点で特徴付けられる。Ｗ電極を伴う実施形態では、これはμ＝−７５°の切断角の場合である。
【００３５】
μ＝−１４２°の切断角は、Ａｌ電極を伴う実施形態において純粋なレイリー波が実質的に伝搬可能な点で特徴付けられる。Ｗ電極を伴う実施形態では、これはμ＝−１３５°の切断角の場合である。
【００３６】
電気音響部品の周波数ｆの温度係数は、テイラー級数により表わされる。
ｄｆ／ｆ＝Ｔ０＋ＴＣＦ１ΔＴ＋ＴＣＦ（ΔＴ）２＋．．．．
ｄｆは、温度差分ΔＴにおける本部品の周波数の温度誘導偏差である。これは例えば室温からまたは特定の参照温度からの温度偏差である。この級数の線形項の前に来る係数ＴＣＦ１は、線形温度係数として知られている。Ｔ０は、温度独立定数である。この級数の２次項の前に来る係数ＴＣＦ２は、２次温度係数として知られている。係数ＴＣＦ２は小さいと考えられる。ｄｆ／ｆ（ΔＴ）曲線は、この場合は基本的に直線である。
【００３７】
結晶部と、電極の金属化された高さと、本部品の音響アクティブ領域内の金属化された領域の割合とは、線形温度係数ＴＣＦ１が小さく選択されるように好ましく選択される。
【００３８】
中間層は、好ましくは１．６≦ｘ≦２．１であるＳｉＯｘから形成されるが、別の材料からも選択される。波長と比較して中間層の厚さは、例えば、２０％〜２００％の間である。２０％〜８０％の間の範囲は、電気音響結合の比較的高い係数Ｋ２の基本モード（せん断波か又はレイリー波かは本部品による）において、特に有利であることが判明し、より詳しくはＫ２＞４％が達成される。これは、相対的な厚さが７．２％のＡｌ電極の場合である。Ａｌ電極において相対的な厚さｄＥＬが３％〜１６％の間、特に厚さが約１０％であることはは有利である。
【００３９】
中間層の相対的な厚さｄＺＳが３０％〜６０％の間にある場合には、基本モード（ここではせん断波）においてμ≒−４８°でＫＳＨ２＞５％かつ反射係数ＲＳＨ＞１．５％が達成される。厚さの範囲（４０±５）％は、最適とみなされ、この場合ではＡｌ電極の厚さは好ましくは１６％である。
【００４０】
中間層の相対的な厚さｄＺＳが４０％〜５５％の間にある場合には、基本モード（ここではせん断波）においてμ≒−５４°で結合係数ＫＳＨ２が、５．３５％〜５．６３％の間かつＲＳＨ≒２．０％が達成される。
【００４１】
相対的に厚い中間層の長所は、パラメータＴＣＦ１において相対的に低い数値が達成されることである。その上、そのような中間層の長所は、励起される波の比較的高い反射係数ＲＳＨとＲＲＷが１つの電極の端で達成されることである。
【００４２】
タンタル酸リチウムの異なる切断角では、ＲＳＨが０％〜３％の範囲にあり、ＲＲＷが０％〜１．３％の範囲にあることがわかった。電気音響結合係数は、切断角に依存して、せん断波では０％〜６．４９％の間に、レイリー波では０％〜３％の間に設定される。
【００４３】
相対的な層の厚さが４０％の第１の実施形態における本部品内の短絡した電極グリッドでは、ＲＳＨ＝１．８．．．３．０％かつＫＳＨ２＝１．５−６．５％が決定され、−９０°≦μ≦−４０°の範囲でＫ２＞５％が決定された。−５６°≦μ≦−４８°の範囲は、抑制されるレイリー波の電気音響結合係数が特に低い数値である点により特徴付けられ、その場合以下が適用可能である：ＲＲＷ＜０．２％かつＫＲＷ２≦０．０２％。電極は、相対的な厚さが７．２％のＡｌから作られた。
【００４４】
−１５０°≦μ≦−１３０°の範囲で相対的な層の厚さが４０％の第２の実施形態における本部品内の短絡電極グリッドでは、ＲＲＷ＞０．５％かつＲＳＨ＝０．１％が決定された。励起されるレイリー波において、ＫＲＷ２＞１．５％であることがわかった。抑制されるせん断波では、ＫＳＨ２＜０．４％であることがわかった。電極は、相対的な厚さが７．２％のＡｌから作られる。
【００４５】
抑制されるモードにおいて関連のある数値が小さいままで、励起される波のモードにおいて電気音響部品の比較的高い電気音響結合係数Ｋ２を比較的高い反射係数Ｒと同様に達成することも可能である。
【００４６】
ＧＢＡＷで動作する部品は、第１及び第２基板のそれの間にある展開温度係数を有する。μ≒−５４°でのせん断波の励起と、相対的な厚さｄＺＳ≒４０％のＳｉＯ２から形成された中間層と、相対的な厚さｄＥＬ≒７．２％のＡｌ電極とに最適化された部品において、以下が決定された。
ＫＳＨ２＝５．６３％,ＲＳＨ＝２．０１％,ＴＣＦ1＝−７．．．＋７ｐｐｍ／Ｋ．
【００４７】
μ≒−５４°で、Ａｌ電極の相対的な厚さｄＥＬ≒７．２％で、かつｄＺＳ∈（５０％,７０％）である本部品は、その係数ＴＣＦ1が−１５．５．．．１３．０ｐｐｍ／Ｋの範囲にある安定した温度特性により特徴付けられる。相対的な厚さｄＺＳの範囲が６０％〜６５％の間であることは、温度の安定性の観点から特に有利であると考えられる。この場合、−７ｐｐｍ／Ｋ〜７ｐｐｍ／Ｋの間にある係数ＴＣＦ1が決定された。厚さｄＺＳ≒６２．５％において、以下が決定された：ＫＳＨ２＝４．８％,ＲＳＨ＝１．８％。
【００４８】
μ≒−５４°である本部品において、Ａｌ電極の相対的な厚さｄＥＬ≒７．２％で、相対的な厚さｄＺＳの範囲が１４０％〜１６０％の間であることが有利であるとわかった。
【００４９】
せん断波を基本モードとして設計されたＧＢＡＷ部品において、アクティブ変換器領域内における第１基板の金属化された表面の割合ηが０．５よりも下であり、特に０．２５〜０．３の間ならば、有利である。この場合、特に高い反射係数ＲＳＨが２．９５％以上、かつＫＳＨ２が約５．２％が達成される。
【００５０】
μ≒−５４°である有利な部品において、ｄＥＬ＝１０％、η＝０．３、ｄＺＳ＝４０％が特定される。この部品において、ＲＳＨ＝２．９３％、ＫＳＨ２が５．４１％〜５．８９％の間、ＴＣＦ1が−１９．５ｐｐｍ／Ｋ〜−５．１ｐｐｍ／Ｋの間である。
【００５１】
μ≒−５４°である別の有利な部品において、ｄＥＬ＝１０％、η＝０．３、ｄＺＳ＝６２．５％が特定される。この部品において、ＲＳＨ＝２．５％、ＫＳＨ２が４．０％〜５．０％の間、ＴＣＦ1が−３．３ｐｐｍ／Ｋ〜１１．１ｐｐｍ／Ｋの間である。
【００５２】
μ≒−１４２°で、Ａｌ電極の相対的な厚さｄＥＬ≒７．２％で、かつｄＺＳ∈（２０％,２００％）である部品において、レイリー波における結合係数ＫＲＷ２≒２％と反射係数ＲＲＷ≒０．６％が決定された。相対的な厚さｄＺＳの範囲が３０％〜８０％の間にあるならば特に有利である。
【００５３】
μ≒−１４２°でのレイリー波の励起と、ＳｉＯ２から作られた中間層の相対的な厚さｄＺＳ≒４０％と、η＝０．５におけるＡｌ電極の相対的な厚さｄＥＬ≒７．２％とに最適化された部品において、以下が決められた：ＫＲＷ２＝１．９７％、ＲＲＷ＝０．６％、ＴＣＦ１＝−４５．．．−２５ｐｐｍ／Ｋ。
【００５４】
レイリー波を基本モードとして設計されたＧＢＡＷ部品の場合、アクティブ変換器の範囲内の第１基板の金属化された表面の割合ηが０．５よりも下、特に０．３〜０．５の間にあるならば有利である。この場合、レイリー波における特に高い結合係数ＫＲＷ２約２％が達成される。０．２５≦η≦０．３０において、反射係数ＲＲＷが約０．９５％と結合係数ＫＲＷ２が約１．９７％が決定された。
【００５５】
μ≒−１４２°である有利な部品において、そこから以下が特定される：ｄＥＬ＝７．２％，η＝０．３、ｄＺＳ＝４０％。この部品において、レイリー波では、ＲＲＷ＝０．９４％、ＫＲＷ２が１．９７％〜２．３４％の間、ＴＣＦ1が−４０．０ｐｐｍ／Ｋ〜−２５．３ｐｐｍ／Ｋの間と計算される。
【００５６】
タングステンから作られた重い電極を有するＧＢＡＷ部品が次に示される。この場合、−１２０°＜μ＜−３０°でのせん断波と−１５０°＜μ＜−１３０°でのレイリー波が基本モードとみなされる。
【００５７】
相対的な電極の厚さｄＥＬ＝７．２％かつ中間層の相対的な厚さが１０％≦ｄＺＳ≦８０％である本部品において、下記が計算される：２８％≦ＲＳＨ≦３５％、４．３％≦ＫＳＨ２≦５．０７％。２０％≦ｄＺＳ≦６０％の範囲は、特に高い数値であるＲＳＨ≧３２％を考慮すると有利である。ｄＺＳ＝１０％である有利な部品において、ＲＳＨ＝２８．６５％かつ（ＫＳＨ２）ｍａｘ＝５．０７％が決定された。
【００５８】
相対的な層の厚さｄＺＳ＝４０％かつμ＝−４８°である別の有利な部品において、水平方向に偏向したせん断波は基本モードである。２％≦ｄＥＬ≦１２％の範囲において、以下が決定された：４．０％≦ＫＳＨ２≦７．４％、９％≦ＲＳＨ≦４６％。Ｗ電極の相対的な厚さｄＥＬが２．０％≦ｄＥＬ≦３．５％の範囲にあることは特に有利である。数値ｄＥＬ＝２％において、ＲＳＨ＝９．４９％かつ（ＫＳＨ２）ｍａｘ＝６．６４％が計算された。
【００５９】
加えて、−１８０°≦μ≦０°、ｄＺＳ＝４０％、Ｗ電極のη＝０．５、ｄＥＬ＝２％である部品が調べられた。この場合、レイリー波とレイリー波とせん断波の混合波が結晶部に依存して伝搬可能である。せん断波において設計された部品において、数値ＲＳＨ≧８．５％かつＫＳＨ２≧６％が実現される。レイリー波において設計された部品において、数値２．０％≦ＲＲＷ≦３．０％かつ２．５％≦ＫＲＷ２≦３．５％が達成される。
【００６０】
せん断波は−１１０°≦μ≦−３０°の範囲で優勢であり、好ましい数値としてμ＝−７５°、ｄＥＬ＝２％、ｄＺＳ＝４０％において、結合係数ＫＳＨ２が７．６４％よりも大きく、反射係数ＲＳＨが９．９２％よりも大きく、ＴＣＦ1が−９．５ｐｐｍ／Ｋ〜４．５ｐｐｍ／Ｋの間が達成される。
【００６１】
切断角μ＝−７５°である本部品において、３０％≦ｄＺＳ≦６０％の範囲は、温度補償において有利と考えられ、３０％≦ｄＺＳ≦７０％の範囲は高い数値のＲＳＨ≧９．５％に関して有利であり、２０％≦ｄＺＳ≦８０％は高い数値のＫＳＨ２≧７．３％に関して有利である。４０％≦ｄＺＳ≦５０％の範囲は、この場合、特に低い数値のＴＣＦ１が−９．５ｐｐｍ／Ｋ〜７．１８ｐｐｍ／Ｋの間であることが達成されるため、望ましい。この範囲において、ＫＳＨ２が約７．６３％かつＲＳＨが９．８２％〜９．９７％の間が決定された。
【００６２】
切断角μ＝−７５°である本部品において、Ｗ電極の相対的な厚さの範囲が１％≦ｄＥＬ≦８％であることは有利であると考えられる。この場合、反射係数ＲＳＨが３５．８％よりも大きいことが達成される。この場合に、せん断波における結合係数ＫＳＨ２は、η＝０．５において５．０％〜７．６％の間にある。０．４≦η≦０．５の範囲は、ＲＳＨ≧９．７％かつＫＳＨ２≧７．５％において特に有利である。
【００６３】
結晶部（０°，−７５°，０°）を有する第１基板とＷ電極とを備えるＧＢＡＷ部品において、下記の例の実施形態が望ましい：
１）ＲＳＨ≒９．８２％，ＫＳＨ２≒７．６４％．．．９．０８％，−９．５ｐｐｍ／Ｋ≦ＴＣＦ１≦４．５ｐｐｍ／Ｋにおいて、ｄＺＳ＝４０％，ｄＥＬ＝２％，η＝０．５
２）ＲＳＨ≒９．９７％，ＫＳＨ２≒７．６２％．．．９．０６％，−７．２２ｐｐｍ／Ｋ≦ＴＣＦ１≦７．１８ｐｐｍ／Ｋにおいて、ｄＺＳ＝５０％，ｄＥＬ＝２％，η＝０．５
【００６４】
レイリー波は−１５０°≦μ≦−１３０°の範囲で優勢であり、数値μ＝−１３５°が好ましい。Ｗ電極の相対的な厚さｄＥＬの範囲は、２％〜１０％の間がこの場合に好ましい。ｄＥＬ＝２％かつｄＺＳ＝４０％である１つの変形は特に有利である。この変形では、ＫＲＷ２＝２．８８％、ＲＲＷ＝１．８８％、−２８．１ｐｐｍ／Ｋ≦ＴＣＦ１≦−１３．７ｐｐｍ／Ｋである。
【００６５】
μ＝−１３５°である本部品において、この場合高い数値の係数ＫＲＷ２≧３．５％かつＲＲＷ≧５．３％において高い数値が達成されるため、Ｗ電極の相対的な厚さの範囲ｄＥＬ≒６％は有利である。Ｗ電極の相対的な厚さｄＥＬ＝６％と中間層の相対的な厚さｄＺＳ＝６０％は特に有利である。この変形において、ＫＲＷ２＝３．６０％、ＲＲＷ＝６．２７％、ＴＣＦ１は−２０．６ｐｐｍ／Ｋ〜−６．２ｐｐｍ／Ｋの間に決定された。
【００６６】
μ＝−１３５°である部品において、相対的な金属化の割合ηにおいて０．４≦η≦０．５の範囲が望ましい。この範囲において、励起されるレイリー波のＫＲＷ２＝３．６％、Ｒ≧６．３％である。
【００６７】
さらに、Ａｌ／Ｗ電極またはＡｌＣｕ／Ｗ電極、すなわちＡｌと／またはＡｌＣｕから作られた部分的な層とＷから作られた部分的な層とを備える電極が本部品で使用される。第１の有利な変形において、Ｗ層の厚さは２％であり、Ａｌ層と／またはＡｌＣｕ層の厚さは０．４％〜１０％の間から選ばれる。第２の有利な変形において、例えば、Ｗ層の厚さは６％であり、Ａｌ層と／またはＡｌＣｕ層の厚さは０．４％〜６％の間から選ばれる。原則として、部分的な層の割合は、任意に調整される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６８】
本部品は縮小率で描かれていない概略図を用いてこれからより詳細に説明される。
【００６９】
オイラー角は図１を用いて説明される。物質結晶座標系（ｘ，ｙ，ｚ）の軸が単結晶の基本セルの結晶軸（ａ，ｂ，ｃ）に沿って指し示される。第１オイラー角λは、図１では、ｚ軸に関しての座標系の回転として示される。１度回転された座標系は（ｘ’，ｙ’，ｚ）として知られる。第２オイラー角μはｘ’軸に関して１度向きを変えた座標系の回転を表す。この場合、位置は座標系（ｘ’，ｙ’’，Ｚ）へ移る。第３オイラー角θはＺ軸に関して２度回転した座標系を表す。この方法で得られた座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）のＸ軸は、音波の伝搬方向として備わる方向を指し示す。音波は、基板の交差する平面としても知られるＸＹ平面内で伝搬する。Ｚ軸は、この平面に対する法線である。
【００７０】
図２では、誘導バルク音響波（ＧＢＡＷ）が励起される、変換器Ｗ１を備える部品が一部示されている。
【００７１】
第１基板Ｓ１は、特定の結晶部の１つを有するタンタル酸リチウムである。金属層ＭＳは、変換器Ｗ１とそれと接続されている電気接触面ＫＦ１とを有する第１基板上に配置されている。変換器は電極Ｅ１、Ｅ２から構成され、第１電極Ｅ１と第２電極Ｅ２は伝搬方向Ｘ内で交互に配置されている。それらは、この方向を横切る方向の外側面内に延びる。
【００７２】
Ｅ１、Ｅ２、金属層のＫＦ１の構造は、第１基板Ｓ１の露出した表面を覆う中間層ＺＳで覆われる。中間層ＺＳは、少なくともこの金属層と同じくらいの高さである。
【００７３】
接触面ＫＦ１は、第２基板Ｓ２と中間層ＺＳを通り抜けるめっきした貫通孔ＤＫを用いて外部に接触される。このめっきした貫通孔は、その表面が金属化されて覆われている孔である。金属化は、第２基板Ｓ２の露出した表面上にもあり、外部接触ＡＥを形成する。
【００７４】
本部品は、図２に示される例に限られない。特に、独国特許出願 ＤＥ １０ ２００５ ０５５８７０．４、ＤＥ １０ ２００５ ０５５８７１．２、ＤＥ １０ ２００５ ０５５８７２．０に示される実施形態は参照することにより本書に組み込まれる。
る。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】結晶部のオイラー角の説明を示す。
【図２】誘導バルク音響波（ＧＢＡＷ）により動作する部品である。
【符号の説明】
【００７６】
ＡＥ 外部電極
ＤＫ めっきされた貫通孔
Ｅ１，Ｅ２ 電極
ＫＦ１ 接触面
ＭＳ 金属層
Ｓ１ 第１基板
Ｓ２ 第２基板
ＺＳ 中間層
Ｘ 波の伝搬方向
Ｙ，Ｚ 空間の方向
ｘ，ｘ’，ｙ，ｙ’，ｙ’’，ｚ 空間の方向
λ 第１オイラー角
μ 第２オイラー角
θ 第３オイラー角
【背景技術】
【０００１】
表面音波部品のためのＬｉＴａＯ３単結晶の結晶部が、例えば国際公開公報 ００２１９５２２ Ａ１や米国特許出願公開公報 ２００６／００５５２８３ Ａ１で知られている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００２】
１つの形態において、本発明は、好ましくない第２次モードによって起こる誤動作が非常に少なく、誘導音響波（guided acoustic wave）により動作する部品を明示する。
【課題を解決するための手段】
【０００３】
ＧＢＡＷ（Guided Bulk Acoustic Wave：誘導バルク音響波）により動作する部品は、第１基板と、第２基板と、金属層と、中間層とを明示する。第１基板は、ＬｉＴａＯ３単結晶から成る。金属層は、第１基板と中間層との間に配置される。中間層は、金属層と第２基板との間に配置される。ＬｉＴａＯ３単結晶の結晶部は、好ましい音響モードが支持され、抑制されるべき音響モードが抑制されるように、選択される。好ましいＬｉＴａＯ３単結晶の結晶部は以下に明示される。
【０００４】
波の伝搬速度は、中間層内よりも基板内及び第２基板内の方が望ましくは大きい。このようにして、導波路は、コアが中間層と金属層により形成される際に、その２つの基板により被覆されて形成される。さらに、それぞれ中間層の境界面に隣接した第１および第２基板の領域もまた、導波路のコアに属し、この領域の厚さはおおよそ波長と同じである。
【０００５】
金属層は、好ましくは音響アクティブ構造（例えば、電気音響変換器や反射器）や接触面のほかに接続線も形成するために構築されている。本部品は、特に音響波が電気的に励起されやすい変換器を備える共振器を有する。変換器は、一般的に電極グリッド（electrode grid）を有する。その電極は、この場合、波の伝搬方向と垂直に配置された金属製のストリップ（strips）である。これらは、変換器のアクティブ領域内にある音響波の位置特定に適している。本部品は、通過帯域（passband）と少なくとも１つの阻止帯域（stopband）を有する。
【０００６】
共振器は、アドミッタンス曲線（admittance curve）と電気音響結合係数（electroacoustic coupling coefficient）Ｋ２により特徴付けられる。アドミッタンス曲線は、周波数ｆＲでの共振（直列共振）と周波数ｆａ，Ｒでの非共振（並列共振）とを有する。結合係数は、公式Ｋ２＝π２（ｆａ，Ｒ−ｆＲ）／４ｆａ，Ｒにより決定される。
【０００７】
電極での音響反射は、反射係数Ｒにより特徴付けられる。後の議論において、レイリー波に関連するパラメータＫとＲには、見出し“ＲＷ”が与えられ、せん断波に関連するパラメータＫとＲには、見出し“ＳＨ”が与えられる。
【０００８】
結晶部は、３つのオイラー角により明示される。オイラー角は、以下に図１を用いて説明される。第１オイラー角はλ、第２オイラー角はμ、第３オイラー角はθで後に示される。
【０００９】
せん断波とレイリー波から選択される少なくとも１つの波の種類は、ＬｉＴａＯ３単結晶内でその結晶部に依存して励起されやすい。明示された部品において、これらの波の種類のうち唯一つが、好ましくは励起され、その他の波の種類は大きく抑制される。励起される波の種類は基本モードとして知られ、抑制される波の種類は第２次モードとして知られる。
【００１０】
せん断波は、外側面ＸＹ内で波の伝搬方向Ｘを大きく横切る方向に偏向した要素から構成される。さらに、外側面と垂直方向に偏向した小さな波の要素が存在する。
【００１１】
レイリー波は、外側面と垂直に大きく偏向した要素から構成される。さらに、波の伝搬方向Ｘと直角に外側面内に偏向した小さな波の要素が、存在しうる。
【００１２】
少なくとも１つの波の種類が好ましく励起され、その他の波の種類において電気音響結合係数Ｋ２が特に小さく調節される結晶部が存在することが発見された。それぞれの波の種類にとって最適な切断角の組み合わせは、その他の波の種類が大きく抑制されることを促進する。この場合に、この組み合わせは、結晶部だけでなく、金属層、中間層、及び第２基板の材料や組成に依存する。
【００１３】
例えば、Ａｌで形成された相対的に厚い金属層と、ＳｉＯ２から形成された平坦化された中間層と、Ｓｉから形成された第２基板とを備える部品の場合、ａ）ＬｉＴａＯ３の結晶部（０°，μ，θ）で｜θ｜≦１０°かつμ≒−１４２°のせん断波において、及びｂ）結晶部（０°，μ，θ）で｜θ｜≦１０°かつμ≒−５４°のレイリー波において、電気音響結合係数Ｋ２は実質的に０である。これは、それぞれの波が本部品内で励起されないか、又はただ非常に弱く励起されていることを意味する。このように、第２次波として発生する波は、以下に明示される特定の結晶部で大きく抑制される。
【００１４】
第１の好ましい実施形態において、第２オイラー角μは、第１基板において−１００°≦μ≦−４０°の範囲から選ばれる。第１オイラー角λとしては、λ＝０°が好ましい。第３オイラー角θとしては、θ＝０°または｜θ｜≦１０°が好ましい。基板の境界層では、この場合、水平方向に偏向したせん断波が１つの有利な変形におけるＧＢＡＷである基本モードとして励起される。水平方向の偏向は、せん断波が実質的に外側面内で偏向していることを意味する。
【００１５】
この場合に、もし角度範囲が−５６°≦μ≦−４８°であるならば、特に本部品の電極が相対的に軽いもの、例えばＡｌ含有金属から作られ、そのためにＷ層を有していないならば、特に有利である。
【００１６】
本部品は、好ましくは、せん断波が基本モードとして伝搬可能である変換器を有する。変換器は、そのアドミッタンス曲線が、主共振における共振周波数ｆＲの近傍にいかなる第２次共振もない点で特徴付けられる。
【００１７】
第２の好ましい実施形態において、第２オイラー角μは、第１基板に対して−１５０°≦μ≦−１３０°の範囲から選ばれる。第１オイラー角λとしては、λ＝０°が好ましい。第３オイラー角θとしては、θ＝０°または｜θ｜＜１０°が好ましい。基板の境界層では、この場合にレイリー波が１つの有利な変形におけるＧＢＡＷを表す基本モードとして励起される。この場合に、もし角度範囲が−１４６°≦μ≦−１３６°であるならば、特に本部品の電極が相対的に軽いもの、例えばＡｌ含有金属から作られ、Ｗ層を有していないならば、特に有利である。
【００１８】
本部品は、好ましくは、レイリー波が基本モードとして伝搬可能である変換器を有する。変換器は、そのアドミッタンス曲線が、主共振における共振周波数ｆＲの近傍にいかなる第２次共振もない点で特徴付けられる。
【００１９】
特に安定した温度特性により特徴付けられる第１及び第２の実施形態に従って、本部品の例となる構造が以下に明示される。しかし、本部品は、これらの例に限定されない。
【００２０】
第１基板と第２基板は、それぞれ少なくとも波長λ０の１０倍の厚さを有する。第２基板は、１つの変形においては、例えば少なくともλ０の０．５倍の厚さを有する層として設計される。
【００２１】
第２基板と面している中間層の境界層が平面または平坦化されているならば、有利である。このように、第１基板と、金属層と、中間層とから構成される第１ウエハーは、ウエハー直接接合（Direct Wafer Bonding）を用いて第２基板と接合される。
【００２２】
第２基板と、中間層と、金属層とは、多くの異なる部分的な層を有する。
【００２３】
金属層は、波長λ０の音波を励起するための電極を有する。これは、本部品の通過帯域内にある周波数での波長をいう。電極は、変換器の周期的な電極グリッドを形成し、波の伝搬方向で測った反対極性の２つの電極間の距離は、波長の半分である。
【００２４】
電極は、一般に、変換器の周期的な電極グリッドを形成し、波の伝搬方向で測った２つの反対極性の電極間の距離は、波長の半分である。
【００２５】
以下で説明される結晶部の計算の例では、θ＝０°かつλ０＝２．５μｍである。
【００２６】
金属層は、好ましくは、タングステンのような重金属から作られた層を含み、波長に対してその厚さはほぼ１０％であり、有利な変形においては１％〜６．５％の間にある。Ｗ層は、特に、波長に対して５％の厚さである。
【００２７】
さらに、電極は、ＡｌまたはＡｌ合金から構成されている。それらは、例えば少なくとも１つのＡｌ層を有すが、他の層は特にＣｕ層である。電極全体の高さは、例えば、波長の１０％よりも大きい。
【００２８】
アルミニウムで作られた電極はＡｌ電極として知られている。Ａｌ電極に関して述べていることは基本的に、相対的に軽い金属で形成された層のみを有する電極又は全体として相対的に軽い電極に応用できる。タングステンの層を有する電極は、Ｗ電極と呼ばれる。Ｗ層とＡｌ層を有する電極は、Ａｌ／Ｗ電極と呼ばれる。Ｗ電極とＡｌ／Ｗ電極に関して述べていることは基本的に、相対的に重い金属の層を少なくとも１つ有する電極又は全体として相対的に重い電極に応用する。
【００２９】
本部品の音響アクティブ領域中の第１基板表面の金属化された領域の割合は、好ましくは０．３〜０．７の間である。しかし、この範囲に限られない。後に説明される例では、本部品のアクティブ領域中の金属化された領域の割合は、０．５が選択された。
【００３０】
第２基板は、Ｓｉまたはガラスから形成される。後に説明される例では、Ｓｉが１つの結晶部（０°,０°,０°）で選択された。他のＳｉ結晶部もまた考慮される。
【００３１】
角度範囲が−１８０°≦μ＜−１６０°または−９５°＜μ≦０°でのせん断波は、基本モードとみなされる。この領域では、約６．５％よりも大きいせん断波における結合係数が達成される。
【００３２】
角度範囲が−１６０°＜μ＜−９５°でのレイリー波は、基本モードとみなされる。この領域では、約３％よりも大きいレイリー波における結合係数が達成される。
【００３３】
Ｋ２＜０．０５％では、抑制される第２次モードが非常に弱く結合される切断角領域がある。
【００３４】
オイラー角の特定の数値では、１つの純粋な波のモードだけが本部品内で伝搬可能である。Ａｌ電極を伴う実施形態では、例えばμ＝−５４°の切断角は純粋なせん断波が伝搬可能な点で特徴付けられる。Ｗ電極を伴う実施形態では、これはμ＝−７５°の切断角の場合である。
【００３５】
μ＝−１４２°の切断角は、Ａｌ電極を伴う実施形態において純粋なレイリー波が実質的に伝搬可能な点で特徴付けられる。Ｗ電極を伴う実施形態では、これはμ＝−１３５°の切断角の場合である。
【００３６】
電気音響部品の周波数ｆの温度係数は、テイラー級数により表わされる。
ｄｆ／ｆ＝Ｔ０＋ＴＣＦ１ΔＴ＋ＴＣＦ（ΔＴ）２＋．．．．
ｄｆは、温度差分ΔＴにおける本部品の周波数の温度誘導偏差である。これは例えば室温からまたは特定の参照温度からの温度偏差である。この級数の線形項の前に来る係数ＴＣＦ１は、線形温度係数として知られている。Ｔ０は、温度独立定数である。この級数の２次項の前に来る係数ＴＣＦ２は、２次温度係数として知られている。係数ＴＣＦ２は小さいと考えられる。ｄｆ／ｆ（ΔＴ）曲線は、この場合は基本的に直線である。
【００３７】
結晶部と、電極の金属化された高さと、本部品の音響アクティブ領域内の金属化された領域の割合とは、線形温度係数ＴＣＦ１が小さく選択されるように好ましく選択される。
【００３８】
中間層は、好ましくは１．６≦ｘ≦２．１であるＳｉＯｘから形成されるが、別の材料からも選択される。波長と比較して中間層の厚さは、例えば、２０％〜２００％の間である。２０％〜８０％の間の範囲は、電気音響結合の比較的高い係数Ｋ２の基本モード（せん断波か又はレイリー波かは本部品による）において、特に有利であることが判明し、より詳しくはＫ２＞４％が達成される。これは、相対的な厚さが７．２％のＡｌ電極の場合である。Ａｌ電極において相対的な厚さｄＥＬが３％〜１６％の間、特に厚さが約１０％であることはは有利である。
【００３９】
中間層の相対的な厚さｄＺＳが３０％〜６０％の間にある場合には、基本モード（ここではせん断波）においてμ≒−４８°でＫＳＨ２＞５％かつ反射係数ＲＳＨ＞１．５％が達成される。厚さの範囲（４０±５）％は、最適とみなされ、この場合ではＡｌ電極の厚さは好ましくは１６％である。
【００４０】
中間層の相対的な厚さｄＺＳが４０％〜５５％の間にある場合には、基本モード（ここではせん断波）においてμ≒−５４°で結合係数ＫＳＨ２が、５．３５％〜５．６３％の間かつＲＳＨ≒２．０％が達成される。
【００４１】
相対的に厚い中間層の長所は、パラメータＴＣＦ１において相対的に低い数値が達成されることである。その上、そのような中間層の長所は、励起される波の比較的高い反射係数ＲＳＨとＲＲＷが１つの電極の端で達成されることである。
【００４２】
タンタル酸リチウムの異なる切断角では、ＲＳＨが０％〜３％の範囲にあり、ＲＲＷが０％〜１．３％の範囲にあることがわかった。電気音響結合係数は、切断角に依存して、せん断波では０％〜６．４９％の間に、レイリー波では０％〜３％の間に設定される。
【００４３】
相対的な層の厚さが４０％の第１の実施形態における本部品内の短絡した電極グリッドでは、ＲＳＨ＝１．８．．．３．０％かつＫＳＨ２＝１．５−６．５％が決定され、−９０°≦μ≦−４０°の範囲でＫ２＞５％が決定された。−５６°≦μ≦−４８°の範囲は、抑制されるレイリー波の電気音響結合係数が特に低い数値である点により特徴付けられ、その場合以下が適用可能である：ＲＲＷ＜０．２％かつＫＲＷ２≦０．０２％。電極は、相対的な厚さが７．２％のＡｌから作られた。
【００４４】
−１５０°≦μ≦−１３０°の範囲で相対的な層の厚さが４０％の第２の実施形態における本部品内の短絡電極グリッドでは、ＲＲＷ＞０．５％かつＲＳＨ＝０．１％が決定された。励起されるレイリー波において、ＫＲＷ２＞１．５％であることがわかった。抑制されるせん断波では、ＫＳＨ２＜０．４％であることがわかった。電極は、相対的な厚さが７．２％のＡｌから作られる。
【００４５】
抑制されるモードにおいて関連のある数値が小さいままで、励起される波のモードにおいて電気音響部品の比較的高い電気音響結合係数Ｋ２を比較的高い反射係数Ｒと同様に達成することも可能である。
【００４６】
ＧＢＡＷで動作する部品は、第１及び第２基板のそれの間にある展開温度係数を有する。μ≒−５４°でのせん断波の励起と、相対的な厚さｄＺＳ≒４０％のＳｉＯ２から形成された中間層と、相対的な厚さｄＥＬ≒７．２％のＡｌ電極とに最適化された部品において、以下が決定された。
ＫＳＨ２＝５．６３％,ＲＳＨ＝２．０１％,ＴＣＦ1＝−７．．．＋７ｐｐｍ／Ｋ．
【００４７】
μ≒−５４°で、Ａｌ電極の相対的な厚さｄＥＬ≒７．２％で、かつｄＺＳ∈（５０％,７０％）である本部品は、その係数ＴＣＦ1が−１５．５．．．１３．０ｐｐｍ／Ｋの範囲にある安定した温度特性により特徴付けられる。相対的な厚さｄＺＳの範囲が６０％〜６５％の間であることは、温度の安定性の観点から特に有利であると考えられる。この場合、−７ｐｐｍ／Ｋ〜７ｐｐｍ／Ｋの間にある係数ＴＣＦ1が決定された。厚さｄＺＳ≒６２．５％において、以下が決定された：ＫＳＨ２＝４．８％,ＲＳＨ＝１．８％。
【００４８】
μ≒−５４°である本部品において、Ａｌ電極の相対的な厚さｄＥＬ≒７．２％で、相対的な厚さｄＺＳの範囲が１４０％〜１６０％の間であることが有利であるとわかった。
【００４９】
せん断波を基本モードとして設計されたＧＢＡＷ部品において、アクティブ変換器領域内における第１基板の金属化された表面の割合ηが０．５よりも下であり、特に０．２５〜０．３の間ならば、有利である。この場合、特に高い反射係数ＲＳＨが２．９５％以上、かつＫＳＨ２が約５．２％が達成される。
【００５０】
μ≒−５４°である有利な部品において、ｄＥＬ＝１０％、η＝０．３、ｄＺＳ＝４０％が特定される。この部品において、ＲＳＨ＝２．９３％、ＫＳＨ２が５．４１％〜５．８９％の間、ＴＣＦ1が−１９．５ｐｐｍ／Ｋ〜−５．１ｐｐｍ／Ｋの間である。
【００５１】
μ≒−５４°である別の有利な部品において、ｄＥＬ＝１０％、η＝０．３、ｄＺＳ＝６２．５％が特定される。この部品において、ＲＳＨ＝２．５％、ＫＳＨ２が４．０％〜５．０％の間、ＴＣＦ1が−３．３ｐｐｍ／Ｋ〜１１．１ｐｐｍ／Ｋの間である。
【００５２】
μ≒−１４２°で、Ａｌ電極の相対的な厚さｄＥＬ≒７．２％で、かつｄＺＳ∈（２０％,２００％）である部品において、レイリー波における結合係数ＫＲＷ２≒２％と反射係数ＲＲＷ≒０．６％が決定された。相対的な厚さｄＺＳの範囲が３０％〜８０％の間にあるならば特に有利である。
【００５３】
μ≒−１４２°でのレイリー波の励起と、ＳｉＯ２から作られた中間層の相対的な厚さｄＺＳ≒４０％と、η＝０．５におけるＡｌ電極の相対的な厚さｄＥＬ≒７．２％とに最適化された部品において、以下が決められた：ＫＲＷ２＝１．９７％、ＲＲＷ＝０．６％、ＴＣＦ１＝−４５．．．−２５ｐｐｍ／Ｋ。
【００５４】
レイリー波を基本モードとして設計されたＧＢＡＷ部品の場合、アクティブ変換器の範囲内の第１基板の金属化された表面の割合ηが０．５よりも下、特に０．３〜０．５の間にあるならば有利である。この場合、レイリー波における特に高い結合係数ＫＲＷ２約２％が達成される。０．２５≦η≦０．３０において、反射係数ＲＲＷが約０．９５％と結合係数ＫＲＷ２が約１．９７％が決定された。
【００５５】
μ≒−１４２°である有利な部品において、そこから以下が特定される：ｄＥＬ＝７．２％，η＝０．３、ｄＺＳ＝４０％。この部品において、レイリー波では、ＲＲＷ＝０．９４％、ＫＲＷ２が１．９７％〜２．３４％の間、ＴＣＦ1が−４０．０ｐｐｍ／Ｋ〜−２５．３ｐｐｍ／Ｋの間と計算される。
【００５６】
タングステンから作られた重い電極を有するＧＢＡＷ部品が次に示される。この場合、−１２０°＜μ＜−３０°でのせん断波と−１５０°＜μ＜−１３０°でのレイリー波が基本モードとみなされる。
【００５７】
相対的な電極の厚さｄＥＬ＝７．２％かつ中間層の相対的な厚さが１０％≦ｄＺＳ≦８０％である本部品において、下記が計算される：２８％≦ＲＳＨ≦３５％、４．３％≦ＫＳＨ２≦５．０７％。２０％≦ｄＺＳ≦６０％の範囲は、特に高い数値であるＲＳＨ≧３２％を考慮すると有利である。ｄＺＳ＝１０％である有利な部品において、ＲＳＨ＝２８．６５％かつ（ＫＳＨ２）ｍａｘ＝５．０７％が決定された。
【００５８】
相対的な層の厚さｄＺＳ＝４０％かつμ＝−４８°である別の有利な部品において、水平方向に偏向したせん断波は基本モードである。２％≦ｄＥＬ≦１２％の範囲において、以下が決定された：４．０％≦ＫＳＨ２≦７．４％、９％≦ＲＳＨ≦４６％。Ｗ電極の相対的な厚さｄＥＬが２．０％≦ｄＥＬ≦３．５％の範囲にあることは特に有利である。数値ｄＥＬ＝２％において、ＲＳＨ＝９．４９％かつ（ＫＳＨ２）ｍａｘ＝６．６４％が計算された。
【００５９】
加えて、−１８０°≦μ≦０°、ｄＺＳ＝４０％、Ｗ電極のη＝０．５、ｄＥＬ＝２％である部品が調べられた。この場合、レイリー波とレイリー波とせん断波の混合波が結晶部に依存して伝搬可能である。せん断波において設計された部品において、数値ＲＳＨ≧８．５％かつＫＳＨ２≧６％が実現される。レイリー波において設計された部品において、数値２．０％≦ＲＲＷ≦３．０％かつ２．５％≦ＫＲＷ２≦３．５％が達成される。
【００６０】
せん断波は−１１０°≦μ≦−３０°の範囲で優勢であり、好ましい数値としてμ＝−７５°、ｄＥＬ＝２％、ｄＺＳ＝４０％において、結合係数ＫＳＨ２が７．６４％よりも大きく、反射係数ＲＳＨが９．９２％よりも大きく、ＴＣＦ1が−９．５ｐｐｍ／Ｋ〜４．５ｐｐｍ／Ｋの間が達成される。
【００６１】
切断角μ＝−７５°である本部品において、３０％≦ｄＺＳ≦６０％の範囲は、温度補償において有利と考えられ、３０％≦ｄＺＳ≦７０％の範囲は高い数値のＲＳＨ≧９．５％に関して有利であり、２０％≦ｄＺＳ≦８０％は高い数値のＫＳＨ２≧７．３％に関して有利である。４０％≦ｄＺＳ≦５０％の範囲は、この場合、特に低い数値のＴＣＦ１が−９．５ｐｐｍ／Ｋ〜７．１８ｐｐｍ／Ｋの間であることが達成されるため、望ましい。この範囲において、ＫＳＨ２が約７．６３％かつＲＳＨが９．８２％〜９．９７％の間が決定された。
【００６２】
切断角μ＝−７５°である本部品において、Ｗ電極の相対的な厚さの範囲が１％≦ｄＥＬ≦８％であることは有利であると考えられる。この場合、反射係数ＲＳＨが３５．８％よりも大きいことが達成される。この場合に、せん断波における結合係数ＫＳＨ２は、η＝０．５において５．０％〜７．６％の間にある。０．４≦η≦０．５の範囲は、ＲＳＨ≧９．７％かつＫＳＨ２≧７．５％において特に有利である。
【００６３】
結晶部（０°，−７５°，０°）を有する第１基板とＷ電極とを備えるＧＢＡＷ部品において、下記の例の実施形態が望ましい：
１）ＲＳＨ≒９．８２％，ＫＳＨ２≒７．６４％．．．９．０８％，−９．５ｐｐｍ／Ｋ≦ＴＣＦ１≦４．５ｐｐｍ／Ｋにおいて、ｄＺＳ＝４０％，ｄＥＬ＝２％，η＝０．５
２）ＲＳＨ≒９．９７％，ＫＳＨ２≒７．６２％．．．９．０６％，−７．２２ｐｐｍ／Ｋ≦ＴＣＦ１≦７．１８ｐｐｍ／Ｋにおいて、ｄＺＳ＝５０％，ｄＥＬ＝２％，η＝０．５
【００６４】
レイリー波は−１５０°≦μ≦−１３０°の範囲で優勢であり、数値μ＝−１３５°が好ましい。Ｗ電極の相対的な厚さｄＥＬの範囲は、２％〜１０％の間がこの場合に好ましい。ｄＥＬ＝２％かつｄＺＳ＝４０％である１つの変形は特に有利である。この変形では、ＫＲＷ２＝２．８８％、ＲＲＷ＝１．８８％、−２８．１ｐｐｍ／Ｋ≦ＴＣＦ１≦−１３．７ｐｐｍ／Ｋである。
【００６５】
μ＝−１３５°である本部品において、この場合高い数値の係数ＫＲＷ２≧３．５％かつＲＲＷ≧５．３％において高い数値が達成されるため、Ｗ電極の相対的な厚さの範囲ｄＥＬ≒６％は有利である。Ｗ電極の相対的な厚さｄＥＬ＝６％と中間層の相対的な厚さｄＺＳ＝６０％は特に有利である。この変形において、ＫＲＷ２＝３．６０％、ＲＲＷ＝６．２７％、ＴＣＦ１は−２０．６ｐｐｍ／Ｋ〜−６．２ｐｐｍ／Ｋの間に決定された。
【００６６】
μ＝−１３５°である部品において、相対的な金属化の割合ηにおいて０．４≦η≦０．５の範囲が望ましい。この範囲において、励起されるレイリー波のＫＲＷ２＝３．６％、Ｒ≧６．３％である。
【００６７】
さらに、Ａｌ／Ｗ電極またはＡｌＣｕ／Ｗ電極、すなわちＡｌと／またはＡｌＣｕから作られた部分的な層とＷから作られた部分的な層とを備える電極が本部品で使用される。第１の有利な変形において、Ｗ層の厚さは２％であり、Ａｌ層と／またはＡｌＣｕ層の厚さは０．４％〜１０％の間から選ばれる。第２の有利な変形において、例えば、Ｗ層の厚さは６％であり、Ａｌ層と／またはＡｌＣｕ層の厚さは０．４％〜６％の間から選ばれる。原則として、部分的な層の割合は、任意に調整される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６８】
本部品は縮小率で描かれていない概略図を用いてこれからより詳細に説明される。
【００６９】
オイラー角は図１を用いて説明される。物質結晶座標系（ｘ，ｙ，ｚ）の軸が単結晶の基本セルの結晶軸（ａ，ｂ，ｃ）に沿って指し示される。第１オイラー角λは、図１では、ｚ軸に関しての座標系の回転として示される。１度回転された座標系は（ｘ’，ｙ’，ｚ）として知られる。第２オイラー角μはｘ’軸に関して１度向きを変えた座標系の回転を表す。この場合、位置は座標系（ｘ’，ｙ’’，Ｚ）へ移る。第３オイラー角θはＺ軸に関して２度回転した座標系を表す。この方法で得られた座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）のＸ軸は、音波の伝搬方向として備わる方向を指し示す。音波は、基板の交差する平面としても知られるＸＹ平面内で伝搬する。Ｚ軸は、この平面に対する法線である。
【００７０】
図２では、誘導バルク音響波（ＧＢＡＷ）が励起される、変換器Ｗ１を備える部品が一部示されている。
【００７１】
第１基板Ｓ１は、特定の結晶部の１つを有するタンタル酸リチウムである。金属層ＭＳは、変換器Ｗ１とそれと接続されている電気接触面ＫＦ１とを有する第１基板上に配置されている。変換器は電極Ｅ１、Ｅ２から構成され、第１電極Ｅ１と第２電極Ｅ２は伝搬方向Ｘ内で交互に配置されている。それらは、この方向を横切る方向の外側面内に延びる。
【００７２】
Ｅ１、Ｅ２、金属層のＫＦ１の構造は、第１基板Ｓ１の露出した表面を覆う中間層ＺＳで覆われる。中間層ＺＳは、少なくともこの金属層と同じくらいの高さである。
【００７３】
接触面ＫＦ１は、第２基板Ｓ２と中間層ＺＳを通り抜けるめっきした貫通孔ＤＫを用いて外部に接触される。このめっきした貫通孔は、その表面が金属化されて覆われている孔である。金属化は、第２基板Ｓ２の露出した表面上にもあり、外部接触ＡＥを形成する。
【００７４】
本部品は、図２に示される例に限られない。特に、独国特許出願 ＤＥ １０ ２００５ ０５５８７０．４、ＤＥ １０ ２００５ ０５５８７１．２、ＤＥ １０ ２００５ ０５５８７２．０に示される実施形態は参照することにより本書に組み込まれる。
る。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】結晶部のオイラー角の説明を示す。
【図２】誘導バルク音響波（ＧＢＡＷ）により動作する部品である。
【符号の説明】
【００７６】
ＡＥ 外部電極
ＤＫ めっきされた貫通孔
Ｅ１，Ｅ２ 電極
ＫＦ１ 接触面
ＭＳ 金属層
Ｓ１ 第１基板
Ｓ２ 第２基板
ＺＳ 中間層
Ｘ 波の伝搬方向
Ｙ，Ｚ 空間の方向
ｘ，ｘ’，ｙ，ｙ’，ｙ’’，ｚ 空間の方向
λ 第１オイラー角
μ 第２オイラー角
θ 第３オイラー角
【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘導バルク音響波により動作する電気音響部品であって、
ＬｉＴａＯ３単結晶から成る第１基板（Ｓ１）と、
第２基板（Ｓ２）と、
金属層（ＭＳ）と、
中間層（ＺＳ）と、を備え、
前記金属層（ＭＳ）は、前記第１基板（Ｓ１）と前記中間層（ＺＳ）との間に配置され、
前記中間層（ＺＳ）は、前記金属層（ＭＳ）と、前記第２基板（Ｓ２）との間に配置され、
ＬｉＴａＯ３単結晶の結晶部が次のように選択されることを特徴とする部品。
第１オイラー角λ：λ＝０°，
第２オイラー角μ：−１００°≦μ≦−４０°，
第３オイラー角θ：−１０°≦θ＜０°またはθ＝０°または０°＜θ≦１０°
【請求項２】
水平方向に偏向したせん断波が励起される、
ことを特徴とする請求項１に記載の部品。
【請求項３】
−４４°≦μ≦−６４°である、
ことを特徴とする請求項２に記載の部品。
【請求項４】
誘導バルク音響波により動作する電気音響部品であって、
ＬｉＴａＯ３単結晶から成る第１基板（Ｓ１）と、
第２基板（Ｓ２）と、
金属層（ＭＳ）と、
中間層（ＺＳ）と、を備え、
前記金属層（ＭＳ）は、前記第１基板（Ｓ１）と前記中間層（ＺＳ）との間に配置され、
前記中間層（ＺＳ）は、前記金属層（ＭＳ）と、前記第２基板（Ｓ２）との間に配置され、
ＬｉＴａＯ３単結晶の結晶部が次のように選択されることを特徴とする部品。
第１オイラー角λ：λ＝０°，
第２オイラー角μ：−１６０°≦μ≦−１３０°，
第３オイラー角θ：−１０°≦θ＜０°またはθ＝０°または０°＜θ≦１０°
【請求項５】
レイリー波が励起される、
ことを特徴とする請求項４に記載の部品。
【請求項６】
−１４６°≦μ≦−１３１°である、
ことを特徴とする請求項５に記載の部品。
【請求項７】
前記金属層は、第１基板上に配置され、波長λ０の音波を励起する電極を有する、
ことを特徴とする請求項１乃至６のうちいずれか１項に記載の部品。
【請求項８】
前記金属層は、Ｗ層から構成される、
ことを特徴とする請求項７に記載の部品。
【請求項９】
前記金属層は、Ａｌ層から構成される、
ことを特徴とする請求項７または８に記載の部品。
【請求項１０】
前記中間層は、平坦化された層から構成される、
ことを特徴とする請求項１乃至９のうちいずれか１項に記載の部品。
【請求項１１】
前記中間層は、１．６≦ｘ≦２．１であるＳｉＯｘから構成されている、
ことを特徴とする請求項１０に記載の部品。
【請求項１２】
前記中間層は、波長λ０に対して２０％〜２００％の間の厚さを有する、
ことを特徴とする請求項１０または１１に記載の部品。
【請求項１３】
前記第２基板は、Ｓｉから構成されている、
ことを特徴とする請求項１０乃至１２のうちいずれか１項の記載の部品。
【請求項１４】
前記第１基板と前記第２基板は、それぞれ少なくともλ０の１０倍の厚さを有する、
ことを特徴とする請求項１０乃至１３のうちいずれか１項に記載の部品。
【請求項１５】
−６５°≦μ≦−８５°である、
ことを特徴とする請求項２に記載の部品。
【請求項１】
誘導バルク音響波により動作する電気音響部品であって、
ＬｉＴａＯ３単結晶から成る第１基板（Ｓ１）と、
第２基板（Ｓ２）と、
金属層（ＭＳ）と、
中間層（ＺＳ）と、を備え、
前記金属層（ＭＳ）は、前記第１基板（Ｓ１）と前記中間層（ＺＳ）との間に配置され、
前記中間層（ＺＳ）は、前記金属層（ＭＳ）と、前記第２基板（Ｓ２）との間に配置され、
ＬｉＴａＯ３単結晶の結晶部が次のように選択されることを特徴とする部品。
第１オイラー角λ：λ＝０°，
第２オイラー角μ：−１００°≦μ≦−４０°，
第３オイラー角θ：−１０°≦θ＜０°またはθ＝０°または０°＜θ≦１０°
【請求項２】
水平方向に偏向したせん断波が励起される、
ことを特徴とする請求項１に記載の部品。
【請求項３】
−４４°≦μ≦−６４°である、
ことを特徴とする請求項２に記載の部品。
【請求項４】
誘導バルク音響波により動作する電気音響部品であって、
ＬｉＴａＯ３単結晶から成る第１基板（Ｓ１）と、
第２基板（Ｓ２）と、
金属層（ＭＳ）と、
中間層（ＺＳ）と、を備え、
前記金属層（ＭＳ）は、前記第１基板（Ｓ１）と前記中間層（ＺＳ）との間に配置され、
前記中間層（ＺＳ）は、前記金属層（ＭＳ）と、前記第２基板（Ｓ２）との間に配置され、
ＬｉＴａＯ３単結晶の結晶部が次のように選択されることを特徴とする部品。
第１オイラー角λ：λ＝０°，
第２オイラー角μ：−１６０°≦μ≦−１３０°，
第３オイラー角θ：−１０°≦θ＜０°またはθ＝０°または０°＜θ≦１０°
【請求項５】
レイリー波が励起される、
ことを特徴とする請求項４に記載の部品。
【請求項６】
−１４６°≦μ≦−１３１°である、
ことを特徴とする請求項５に記載の部品。
【請求項７】
前記金属層は、第１基板上に配置され、波長λ０の音波を励起する電極を有する、
ことを特徴とする請求項１乃至６のうちいずれか１項に記載の部品。
【請求項８】
前記金属層は、Ｗ層から構成される、
ことを特徴とする請求項７に記載の部品。
【請求項９】
前記金属層は、Ａｌ層から構成される、
ことを特徴とする請求項７または８に記載の部品。
【請求項１０】
前記中間層は、平坦化された層から構成される、
ことを特徴とする請求項１乃至９のうちいずれか１項に記載の部品。
【請求項１１】
前記中間層は、１．６≦ｘ≦２．１であるＳｉＯｘから構成されている、
ことを特徴とする請求項１０に記載の部品。
【請求項１２】
前記中間層は、波長λ０に対して２０％〜２００％の間の厚さを有する、
ことを特徴とする請求項１０または１１に記載の部品。
【請求項１３】
前記第２基板は、Ｓｉから構成されている、
ことを特徴とする請求項１０乃至１２のうちいずれか１項の記載の部品。
【請求項１４】
前記第１基板と前記第２基板は、それぞれ少なくともλ０の１０倍の厚さを有する、
ことを特徴とする請求項１０乃至１３のうちいずれか１項に記載の部品。
【請求項１５】
−６５°≦μ≦−８５°である、
ことを特徴とする請求項２に記載の部品。
【図１】
【図２】
【図２】
【公表番号】特表２００９−５３５８６９（Ｐ２００９−５３５８６９Ａ）
【公表日】平成２１年１０月１日（２００９．１０．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−５０６９１３（Ｐ２００９−５０６９１３）
【出願日】平成１９年４月２７日（２００７．４．２７）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＤＥ２００７／０００７６５
【国際公開番号】ＷＯ２００７／１２４７３２
【国際公開日】平成１９年１１月８日（２００７．１１．８）
【出願人】（３００００２１６０）エプコス アクチエンゲゼルシャフト (318)
【氏名又は名称原語表記】ＥＰＣＯＳ ＡＧ
【住所又は居所原語表記】Ｓｔ．−Ｍａｒｔｉｎ−Ｓｔｒａｓｓｅ ５３， Ｄ−８１６６９ Ｍｕｅｎｃｈｅｎ， Ｇｅｒｍａｎｙ
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２１年１０月１日（２００９．１０．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年４月２７日（２００７．４．２７）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＤＥ２００７／０００７６５
【国際公開番号】ＷＯ２００７／１２４７３２
【国際公開日】平成１９年１１月８日（２００７．１１．８）
【出願人】（３００００２１６０）エプコス アクチエンゲゼルシャフト (318)
【氏名又は名称原語表記】ＥＰＣＯＳ ＡＧ
【住所又は居所原語表記】Ｓｔ．−Ｍａｒｔｉｎ−Ｓｔｒａｓｓｅ ５３， Ｄ−８１６６９ Ｍｕｅｎｃｈｅｎ， Ｇｅｒｍａｎｙ
【Ｆターム（参考）】
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